ANBA U UND BODEN STRUK TUR Der Boden

ANBAU UND BODEN­STRUKTUR
Die Ernte Beginnt Hier
Der Boden - wertvollstes
Gut der Landwirtschaft
€20
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ANBAU UND BODENSTRUKTUR
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort von Professor Richard Godwin, MSc, PhD, CEng, CEnv.
Die Bodenbearbeitung hat zum Ziel, die Bodenstruktur zu verbessern
und dadurch optimale Voraussetzungen für das vorgesehene
Saatgut zu schaffen, den Wirkungsgrad ernährungsphysiologischer
und agronomischer Behandlungen zu optimieren und, soweit
erforderlich, die Rückstände der Vorkulturen zu verarbeiten.
Sie macht einen wesentlichen Teil der Kosten für Anwuchs und
weiteres Wachstum aus und bietet bei richtiger Anwendung die
Möglichkeit den Ertrag der Ernte zu maximieren. Jedoch sind hohe
Ich verfolge die Entwicklung der Simba Produkte
seit vielen Jahren mit großem Interesse, da einige
Absolventen des Silsoe College wichtige Funktionen
in den Abteilungen Konstruktion, Entwicklung und
Marketing der Firma eingenommen haben.
Mit seinem guten Ruf als Hersteller solider
Bodenbearbeitungsgeräte hat Simba einen sehr
wichtigen Beitrag zur britischen und internationalen
Landwirtschaft geleistet. Es ist mir eine Freude, zu
sehen, wie sie die Konstruktionsmerkmale guter
landwirtschaftlicher Ingenieurstechnik umsetzen, die sie
sich im Studium angeeignet haben – ganz besonders
dann, wenn die Ergebnisse unserer Forschung direkt
oder indirekt in die Serienfertigung einfließen.
Besonders befriedigend für mich war es, als im Jahr 2000
der DD-Ring von Simba eine Silbermedaille gewann,
und als 2002 eine Goldmedaille an die Simba Solo ging –
beide verliehen von der Royal Agricultural Society
of England.
Diese Broschüre enthält einige sehr wichtige Botschaften
von Philip Wright für Landwirte und Agronomen, die
zur Verbesserung der Bewirtschaftung ihrer Böden
beitragen können. Die theoretischen Grundlagen
wurden einigen Werken meiner früheren Kollegen
entliehen, doch der hauptsächliche Teil wurde aus
seinen 30 Jahren Lebenserfahrung gewonnen, in denen
er bestrebt war, sowohl den Bodenanforderungen als
auch dem Wunsch der Landwirte nach kostengünstigem
Bodenbearbeitungsgerät Rechnung zu tragen.
Für seine besonderen Bemühungen gebührt ihm
unsere Hochachtung.
2
Dick Godwin, Silsoe, Bedford, UK
Bearbeitungskosten nicht zwangsläufig mit einer Ertragssteigerung
verbunden, in vielen Fällen wird das Potential des Bodens nicht voll
ausgeschöpft. Die Verdichtung der Bodenstruktur gehört zu den
negativsten Auswirkungen intensiver Landwirtschaft mit ineffektiver
Bodenbearbeitung weltweit.
1. Einführung
Seite 4
2. Merkmale der Bodenstruktur:
Seite 5
schwere Böden
3. Merkmale der Bodenstruktur:
Seite 6
leichte Böden
4. Bodenstruktur: Indikatoren Seite 7
4.1. Anzeichen bei Feld und Ernte
Seite 7
Seite 9
4.2. Bodenprofile: typische Beispiele
5. Bodenstruktur: wissenschaftlicher
Hintergrund
Seite 11
Seite 11
5.1. Einführung
Seite 12
5.2. Faktoren, die die Bodenstruktur beeinflussen
Seite 15
5.3. Verdichtung
Seite 18
5.4. Rückverfestigung
Seite 20
5.5. Wasser- und Nährstofffluss
6. Grenzwerte der Plastizität des
Bodens: wann kann bearbeitet werden
Seite 21
7. Bodenbearbeitungselemente
Seite 22
Seite 22
7.1. Oberbodenbearbeitung
7.2. Untergrundbearbeitung
Seite 24
7.3. Oberflächenschonende Zinken
Seite 26
Seite 27
7.4. Unterbodenbearbeitung
Seite 28
7.5. Abstand und Anordnung
der Zinken
7.6. Zinkendesign
Seite 29
7.7. Rückverfestigen des
bearbeiteten Profils
Seite 30
7.7.1. Andrücken des Bodenprofils
Seite 30
7.7.2. Walzen des Bodenprofils
Seite 32
8. Verweise und weitere Lektüre
Seite 34
Zusammenfassung
Seite 35
Diese Broschüre soll Grundlegendes zur Bodenstruktur
landwirtschaftlicher Betriebe und zu deren Beeinflussung
durch die Bodenbearbeitung vermitteln. Die relativen
Anteile von Sand, Schluff und Lehm können nicht
durch die Bodenbewirtschaftung verändert werden; sie
bestimmen zusammen mit der organischen Substanz die
Bodenbeschaffenheit. Jedoch ist die Bodenstruktur im
Hinblick auf Porosität, Dichte, Wasserspeicherfähigkeit,
Gesamtfestigkeit und Bröckeligkeit eng mit der jeweiligen
Bearbeitungsmethode sowie den vor und während der
Bearbeitung herrschenden Bedingungen verbunden.
Die nachstehend ausgeführten Details sind das
Ergebnis jahrelanger Erfahrung in der Konstruktion
und Entwicklung von Bodenbearbeitungsgeräten
in Verbindung mit der praktischen Erfahrung
von Landwirten und Agronomen sowie
wissenschaftlichen Forschungsdaten zahlreicher
Quellen in aller Welt.
PHILIP WRIGHT BSc (Hons) CEng. MIAgrE.
Technischer Berater für Simba.
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ANBAU UND BODENSTRUKTUR
1. Einführung
Das wichtigste Hilfsmittel für das Ansprechen der Bodenstruktur ist der
Spaten. Denn ohne das Ausgraben von Bodenprofilen zur Begutachtung
der vorhandenen Struktur kann nicht ermittelt werden, ob und welche
Probleme zu beheben sind. Außerdem können sämtliche Maßnahmen
nur dann von Erfolg gekrönt sein, wenn der Boden sich zum Zeitpunkt der
Bearbeitung in einem geeigneten Zustand befindet.
Dieser Ratschlag ist nicht neu; Ähnliches findet sich in frühester Literatur:
„Lasst uns also vor allen Dingen beim Pflügen unserer Äcker einen
Mittelweg einschlagen, auf dass sie weder ganz durchfeuchtet noch
durchnässt sein mögen; dies macht sie, wie schon gesagt, klebrig und
schlammig, während jene Böden, die von Trockenheit durchsetzt sind, nicht
richtig gelockert werden können ..... Hinzu kommt, dass jeder Boden, möge
er auch noch so reichhaltig sein, minderwertige Erde unter sich trägt; und
wenn die größeren Klumpen emporgebracht werden, bringen sie diese mit
sich; infolgedessen wird der weniger produktive Boden, vermengt mit dem
höherwertigen, eine weniger ergiebige Ernte hervorbringen.“ [Frei übersetzt
nach Columella, Lucius Junius Moderatus (A. D. 6–70) aus: De Re Rustica,
Buch II, Artikel 4]
Als Grundausstattung wird nicht zwangsläufig ein Schuppen voller Geräte
benötigt, sondern vielmehr ein einfacher Spaten und das allgemeine
Wissen über folgende Punkte:
Bodenstruktur und deren Eigenschaften;
ihre Auswirkungen auf das Keimen und das weitere Wachstum der angebauten Erntefrucht;
wann und wie der Spaten zur Beurteilung der Bodenstruktur
einzusetzen ist;
das Bewusstsein dafür, wann eine Bodenbearbeitung richtig ist
und wann nicht;
die richtige Wahl der Bodenbearbeitungselemente
(Scheiben, Zinken, Walzen).
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2. Merkmale der Bodenstruktur:
schwere Böden
Die Gefahr erdgebundener Pflanzenkrankheiten wie beispielsweise
Rhizoctonia (R. solani) in Mais und Soja oder Fusarium (Fusarium sp.) im
Getreide ist geringer, wenn die Bodenstruktur nicht zu kompakt ist und
eine angemessene Entwässerung gewährleistet ist (Abawi, 2000). Die
Bodenbearbeitung und der Stoppelsturz können ferner zur Bekämpfung
bestimmter Schädlinge (Larven usw.) und Unkrautarten (durch Schneiden
oder Entwurzeln) sowie zum Untermengen von Herbiziden und
Ernterückständen beitragen. Andererseits besteht bei einer zu lockeren
Struktur die Gefahr, dass der Boden an Feuchtigkeit und damit leicht an
Qualität verliert; dass die Samenkeimung beeinträchtigt wird; dass das
Saatgut schlechten Halt hat; dass das Aufkommen bestimmter Wurzelpilze
wie der Schwarzbeinigkeit (Gaeumannomyces graminis var. triciti) beim
Getreide oder von Schädlingen wie Nacktschnecken begünstigt wird. Eine
zu intensive Bodenbearbeitung führt zur Mineralisierung und zum Verlust
organischer Substanzen, zur Versandung oder Verdichtung des Bodens
und kostet unnötig Zeit und Kraftstoff. Daher ist es wichtig, durch das
Profil hinweg einen Ausgleich zwischen Lockerung und Rückverfestigung,
zwischen organischen Substanzen und Krümmelung zu erkennen und
zugleich die dazu nötigen Maßnahmen zu optimieren.
Die Bewertung eines Bodenprofils ist der erste Schritt zur Erkenntnis, ob
und welche Schritte zur Verbesserung des Bodens notwendig sind.
(a) SCHWER: SCHLECHTE STRUKTUR
(b) SCHWER: GUTE STRUKTUR
(a) SCHLECHTE STRUKTUR:
(b) GUTE STRUKTUR:
• Oberfläche (1) ist rau und klumpig, wenig abgesetzte
Feinerde zur Keimung der Saat, oder
• Oberflächenhorizonte (6) mit einer Kombination aus
groberen Klumpen und Feinerde, vermischt mit organischer
Substanz – geeignet für eine gute Saatgut-Erde-Haftung –
sowie Feuchthaltung und Wetterfestigkeit.
• Oberfläche (2) ist zu fein, neigt zu Verschlämmung und
Erosion und zeigt
• eine klare Abgrenzung (3) zwischen den Zonen. Solche
Schichten bilden eine Barriere gegen den Feuchtigkeits- und
Luftaustausch.
• Die Schichten (4) unter der Oberfläche sind dicht und
geschichtet, Risse und Spalten verlaufen allgemein horizontal
• Durch Pflügen oder andere Bodenbearbeitung gebildete
Verdichtungshorizonte (5) treten häufig auf und bilden
Barrieren für Wurzeln, Wasser, Luft und Nährstoffe. Wird
über solchen Schichten Stroh untergepflügt, ist diese
Schicht oft anaerob, was für zusätzliche Barrieren gegen das
Wurzelwachstum sorgt.
Wird eine Probe dieser Strukturen entnommen, die sich in
einem verdichteten Zustand, d. h. nahe an der unteren Grenze
der Plastizität befindet (siehe Abschnitt 6), kann die Erdmasse
oft nicht ohne Weiteres von Hand aufgebrochen werden; auch
nicht, indem man sie 2 oder 3 Mal aus einem Meter Höhe auf
festen Boden fallen lässt.
• Es gibt einen allmählichen Übergang (7) zu gröberen
Klumpen in der Tiefe, wobei die Struktur offene Poren
verschiedener Größe aufweist. In diesen Poren können
Wasser, Luft und Nährstoffe aufgenommen werden und die
Wurzeln haben freien Zugang durch das gesamte Bodenprofil.
Unterschiede zwischen den Schichten sind nicht festzustellen.
Risse und Spalten verlaufen allgemein vertikal, was darauf
hindeutet, dass Wasser, Luft und Wurzeln ohne Weiteres durch
das Profil in die Tiefe gelangen. Derartige Spalten werden im
Allgemeinen durch Wurmkanäle ergänzt.
Wird eine Probe dieser Strukturen entnommen, kann die
Erde leicht von Hand aufgebrochen werden. Alternativ dazu
können Sie den ausgegrabenen Erdklumpen aus einem Meter
Höhe auf festen Boden fallen lassen, dabei zerfällt die Erde in
unterschiedliche Krümelgrössen.
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3. MERKMALE DER BODENSTRUKTUR:
LEICHTE BÖDEN
4. BODENSTRUKTUR: INDIKATOREN
4.1. ANZEICHEN BEI FELD UND ERNTE
(a) LEICHT: SCHLECHTE STRUKTUR
b) LEICHT: GUTE STRUKTUR
(a) SCHLECHTE STRUKTUR:
(b) GUTE STRUKTUR:
• Oberfläche (1) ist blank und ohne Struktur, mit einer Kruste
gegen aufkeimende Pflanzen; Erosion und Abschwemmung
werden begünstigt. Derartige Barrieren –Verkrustungenverhindern auch die Trocknung der oberen Schichten nach
Regen bzw. im Frühjahr. Dies kann zu Verzögerungen bei
der Aussaat führen oder zusätzliche Bearbeitungsgänge
erfordern, um die Oberfläche zu lockern und das Abtrocknen
zu ermöglichen. Bei diesen zusätzlichen Bearbeitungsschritten
besteht in einem solchen Zustand die Gefahr der
Bodenverdichtung durch die Traktorräder wie auch des
Austrocknens bei folgender Trockenheit.
• Oberflächenhorizonte (5) sind eine Kombination aus stabiler
Krümmelung und organischen Substanzen – geeignet für
eine gute Saatgut-Erde-Haftung. In Böden, die zur Verkrustung
neigen, sorgen die organischen Substanzen für Porösität.
• Eine klare Abgrenzung (2) zwischen den Zonen ist
erkennbar. Solche Schichten bilden eine Barriere gegen den
Feuchtigkeitsaustausch.
• Es gibt einen allmählichen Übergang (6) zu größeren, nicht
zu stark verdichteten Klumpen in der Tiefe, wobei die Struktur
offene Poren verschiedener Größe aufweist, in denen Wasser,
Luft und Nährstoffe aufgenommen werden, und die Wurzeln
durch das Profil hinweg Zugang zu denselben haben. Es
sind keine Unterschiede zwischen den Schichten feststellbar;
Wurzeln und Wurmkanäle sind weit und bis in die Tiefe
verzweigt. Risse und Spalten verlaufen generell vertikal.
Die typische Oberflächenerosion (unten) weist auf unzureichende
Entwässerung und Barrieren gegen die Wasseraufnahmefähigkeit
hin. Die Verkrustung und Staunässe an der Oberfläche (oben rechts)
deutet auf mögliche Probleme der flachen Oberflächenbearbeitung.
Die Erde ist auffallend feucht, obwohl die Erdkruste trocken ist. Im
Frühjahr kann dies zu unzureichenden Trocknung des Profils führen,
sodass eine Bearbeitung ohne Beschädigung des nassen Erdreichs
unter der Kruste unmöglich ist. Wasser auf dem Feld (oben) deutet
oft auf eine Verdichtung unter der Oberfläche mit Drainage- und
Entwässerungsproblemen hin.
Mit Hinblick auf die Überschwemmungen im Vereinigten
Königreich 2007 sagt Dr. Vic Jordan: „Ein Großteil der durch
die Überschwemmungen in diesem Herbst verursachten
Schäden hätte vermieden werden können, wenn mehr Farmer
Bodenbearbeitungsverfahren angewandt hätten, welche die
Wasseraufnahmefähigkeit des Ackers optimieren.“ „Zahlreiche Felder
haben eine Pflugsohle, eine verdichtete Schicht ca. 25–30 cm unter der
Oberfläche, durch die das Wasser nicht einsickern kann. Dies führt zu
seitlichem Wasserabfluss entweder auf oder unterhalb der Oberfläche,
wodurch wertvolle Nährstoffe und Spurenelemente ausgewaschen
werden, die zudem das Oberflächengewässer belasten können.”
Es gelten die gleichen Grundsätze hinsichtlich der Festigkeit der
Strukturen wie in Abschnitt 2.
• Die Schichten (3) unter der Oberfläche können dicht und
geschichtet sein, was zu dürftigem Wurzelwachstum und
Wasser-/Nährstoffzugang führt. Risse und Spalten verlaufen oft
horizontal statt vertikal
6
• Durch Pflügen oder andere Bodenbearbeitung verursachte
Verdichtungshorizonte (4) treten häufig auf und bilden
Barrieren für Wurzeln, Wasser, Luft und Nährstoffe. Wird bei
ungünstigen Bedingungen Stroh untergepflügt, ist diese
Schicht oft anaerob, was für zusätzliche Barrieren gegen das
Wurzelwachstum sorgt.
Unterschiedliche Erntequalitäten und Mengen auf einem Schlag
können Anzeichen für Schadverdichtungen durch Bodenbearbeitung
oder Saat (Abb. oben) aber auch durch Fahrspuren der vorherigen
Ernte und schlecht verteilten Ernterückständen sein.
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4.2. BODENPROFILE: TYPISCHE BEISPIELE
Unten und rechts: Drei Beispiele für Tiefenbearbeitungssohlen
(z. B. nach dem Pflügen oder gleichmäßig tiefen Grubbern), die
eine permanente Barriere gegen Wurzeln gebildet, und den
Pflanzenverfügbaren Boden auf dem Feld begrenzt haben. Die
Profile sind gut sichtbar an der Oberseite der verdichteten Schicht
weg gebrochen. Das Wurzelwachstum unter und innerhalb der
Schicht ist minimal. Es gibt kaum Anzeichen für Regenwurmaktivität
und wenig organische Bodensubstanzen im Profil, die für Stabilität
sorgen. Die Struktur ist dicht und Grobschollig. Risse im Erdreich
verlaufen eher horizontal als vertikal.
Zu den Indikatoren bei der Ernte zählen der
allgemeine Ertrag im Vergleich zu anderen
vergleichbaren Feldern (oben) und relative
Ertragsunterschiede desselben Feldes bei
Langzeitbeobachtungen. Eine Ertragserfassung
im Mähdrescher ist ein sehr nützliches Werkzeug
zur Erkennung von Problemzonen im Feld.
Natürlich hängt der Ertrag in erster Linie von der
Bodenart, der Physiologie der Pflanzen und dem
Nährstoffgleichgewicht ab.
8
Indikatoren an der Pflanze spiegeln oft deutlich Bodenstrukturprobleme
wider. An Saatgut mit empfindlichem Wurzelwerk, wie beispielsweise Raps
(oben), sind Barrieren des Wurzelwachstums klar zu erkennen. Die links
dargestellten Wurzeln wurden durch eine Bodenbearbeitungssohle in 75
bis 100 mm Tiefe gehemmt; die Wurzeln auf der rechten Abbildung sind
in einen strukturierten Boden mit minimalen Wachstumshemmnissen
gewachsen. Der Ertrag kann auf Feldern mit Schadverdichtung um bis zu
50 % beeinträchtigt werden.
Die Abbildung unten rechts zeigt eine durch flache
Bodenbearbeitung (beispielsweise durch Scheibeneggen oder
Scharzinken, die über Jahre in 75 mm Tiefe arbeiteten) erzeugte
Sohle, in der die zurückgehaltenen Wurzeln versuchen, durch
diesen Bereich hindurch zu wachsen. Die Bodenstruktur ist durch
und durch kompakt und klumpig oder scheibenförmig. Die
Bodenfeuchtigkeit unterhalb der verdichteten Schicht kann durch
den eingeschränkten Feuchtigkeitsaustausch zu beiden Seiten
der Barriere unterschiedlich sein. (Unterhalb trocken, über der
Verdichtung stauende Nässe)
Zu den an Pflanzen auftretenden Indikatoren gehören objektive
Wachstumsunterschiede (beim Anwuchs deutet dies oft auf ein
strukturelles Problem nahe der Oberfläche hin), Blattfarben (Hinweis auf
potenzielle Verfügbarkeit von Nährstoffen und Spurenelementen) sowie
frühe Seneszenz (Grundwassermangel in trockenen Sommerperioden,
potenzieller Hinweis auf tiefere Verdichtung). Diese Aspekte sind in
Verbindung mit weiteren Feldanzeichen (beispielsweise Verfügbarkeit
von Stickstoff und Spurenelementen im Boden, Bodensäuregehalt
sowie allgemeine klimatische und pflanzenphysiologische Effekte) zu
interpretieren. Die linke Abbildung veranschaulicht, wie ein über die
gesamte Breite des Mähdrescherschneidwerkes verteilter, unregelmäßiger
Mix aus Spreu und Stroh den Pflanzenaufgang beeinträchtigt. Die Ursache
hierfür liegt in den unterschiedlichen C/N-Verhältnissen innerhalb des
Feldes. Die untere Abbildung verdeutlicht, wie die Verdichtung eines feinen
Saatbetts zum Vergilben von Mais und zu Oberflächenerosion führt.
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5. BODENSTRUKTUR: WISSENSCHAFTLICHER HINTERGRUND
5.1. EINFÜHRUNG
Eine Verdichtung des Oberbodens – und insbesondere des Unterbodens –
kann schwerwiegende Schäden verursachen, die sich nur nach und nach
unter hohem Kostenaufwand beheben lassen. Eine Verdichtung schränkt das
Wurzelwachstum ein und verringert die Wasserversickerung in den Boden.
Dies kann zur verstärkten Abschwemmung führen, was die Gefahr von
Überschwemmungen, vermehrter Erosion und Einleitung von Nährstoffen
und noch nicht abgebauten Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer
birgt. Die damit einhergehende Reduzierung der Bodenventilation
beeinträchtigt zudem die biologische Aktivität und das Wurzelwachstum.
Dies wiederum verringert die Fruchtbarkeit des Bodens und insbesondere die
Verfügbarkeit pflanzlicher Nährstoffe. Aus diesem Grunde ist es wichtig, jede
Art der Bodenverdichtung zu Verhindern oder möglichst reduzieren. (The Soil
Code, 1998, Punkt 52).
Nachfolgend sind Beispiele dafür abgebildet, wie eine schlechte Struktur
an einer Spatenprobe zu erkennen ist. Auf dem rechten Bild ist ein leichter
Boden auf Kalksteinbasis im feuchten Zustand zu sehen, dessen gesamtes
Profil nach der Ernte rissige, verhältnismäßig strukturierte Krümmelung
und offene Poren aufweist. Das Profil kann ohne Weiteres von Hand
aufgebrochen werden. Die darin enthaltenen Steine unterstützen die
Aufrechterhaltung einer freien, entwässerten und offenen Struktur.
Dies lässt sich mit dem gleichen Boden im gleichen Feuchtigkeitszustand
vergleichen, in dem eine Verdichtung durch Fahrzeugräder stattgefunden
hat (Abb. unten). Hier weist die Struktur weniger Risse und weniger offene
Poren auf und kann daher nicht einfach aufgebrochen werden. Wo Risse
sichtbar sind, verlaufen diese bis in die Tiefe hauptsächlich horizontal
oder in zufälligen Mustern. Diese Struktur erschwert den Wasserfluss und
die Bewurzelung. Hier sind Korrekturmaßnahmen notwendig, damit die
nächste Saat ihr volles Keim- und Wachstumspotenzial entfaltet. Sofern
die Probleme sich eindeutig auf die sichtbaren Reifenspuren eingrenzen
lassen, kann eine Lockerung auf diese Flächen begrenzt werden (z. B. durch
Tiefenlockerung der Spuren), statt das gesamte Feld zu bearbeiten.
Durch Pflügen bei feuchtem Boden (Abb. unten) kann sich auf Pflugtiefe
eine Schmierschicht bilden. Wird diese Schicht nicht behandelt, kann sie
sich verschlechtern, da ausgewaschene feine Bodenteilchen bis zu dieser
Barriere gelangen, sich dort anhäufen und mit der Zeit an Stärke zunehmen.
Während dieses Problem vor dem Pflügen noch auf der Sohle der Furche
gut erkennbar ist, wird es durch das Pflügen verdeckt und kann dann
nur noch durch eine Spatenprobe festgestellt werden. Da das Profil tief
gelockert ist, kann es zudem lange dauern, bis dieses Problem offensichtlich
wird; in der Regel geschieht das in der Wachstumsphase der nächsten Saat.
Die Lösung dieses Problems besteht in der Lockerung unterhalb
der Pflugtiefe.
Anfälligkeit gegenüber
Susceptibility
to Subsoil Compaction
Unterbodenverdichtung
Low
Gering
Moderate
Mäßig
High
Hoch
Very hoch
High
Sehr
500
oder in zufälligen Mustern. Diese Struktur erschwert den Wasserfluss und
die Bewurzelung. Hier sind Korrekturmaßnahmen notwendig, damit die
nächste Saat ihr volles Aufgangs- und Wachstumspotenzial entfaltet. Sofern
die Probleme sich eindeutig auf die sichtbaren Reifenspuren eingrenzen
lassen, kann eine Lockerung auf diese Flächen begrenzt werden (z. B. durch
Tiefenlockerung der Spuren), statt das gesamte Feld zu bearbeiten.
10
0
500
1000
1500
das Bodenprofil eindringen, können eine semi-permanente Verdichtung
verursachen, die den Ertrag über viele Jahre oder sogar dauerhaft verringert
(Raper, 2006).
Im geringen Maße kann eine Verdichtung von Vorteil sein, nämlich dort, wo
sie die Keimbedingungen, den Kapillarfluss des Wassers und den WurzelErde-Kontakt begünstigt: Diese „positive“ Verdichtung wird im Allgemeinen
als „Verfestigung“ bezeichnet.
Insgesamt betrachtet beträgt das ideale Verhältnis Feststoffe: Wasser:
Luft in einem gut strukturierten Bodenprofil ungefähr 50:23:23 – mit 4 %
oder mehr organischen Substanzen. Für organische Substanzen gilt eine
Mindestgrenze von 2 %, um die Grundstabilität der
Bodenstruktur zu gewährleisten. Organische Substanzen
bestehen aus Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und
Kaliumchlorid sowie Spurenelementen. Sie wirken sich
auf das Pflanzenwachstum aus, indem sie den pH-Wert
des Bodens verändern, die Struktur unterstützen, die
Bodenbearbeitung erleichtern, Nährstoffe zuführen und
Wasser speichern.
2000 Kilometer
Die Anfälligkeit der Böden gegenüber der Verdichtung verhält sich analog
zur Krümelung und Setzung sowie dem Gehalt organischer Substanzen
in Verbindung mit dem Klima und den Bewirtschaftungsmethoden vor
Ort (Jones 2003). Böden, die eine gröbere Krümelung, eine geringere
Packungsdichte oder einen höheren Gehalt an organischen Substanzen
aufweisen, sind in der Regel anfälliger. Die Landkarte (oben, Jones)
veranschaulicht den Einfluss der Bodeneigenschaften auf diese Anfälligkeit
innerhalb Europas.
Die Bodenstruktur kann durch viele natürliche Faktoren wie Frost-/
Tauwetterperioden oder Feucht-/Trockenperioden (je nach Bodenart,
z. B. Vertisol oder Mollisol) beeinflusst werden; jedoch deuten die
meisten Forschungsergebnisse auf nur allmähliche Verbesserungen der
Bodenstruktur durch natürliche Prozesse hin. Fahrzeugspuren, die tief in
Neben diesen grundlegenden Bestandteilen gibt es viele andere Elemente,
die zu einer guten Struktur und Gesundheit des Bodens beitragen.
Hierzu gehören die unzähligen Mikro- und größeren Organismen,
durch deren Koexistenz das Ökosystem des Bodens gebildet wird. Ein
ausgewogener Mineralstoffhaushalt ist für die Optimierung der Gesundheit
und Produktivität der Saat mit entscheidend und unterstützt zudem
die Schaffung einer stabilen Bodenstruktur. Böden mit einer hohen
Kationenaustauschkapazität (KAK oder T-Wert) haben die Fähigkeit, der
Saat ein hohes Maß an Nährstoffen zuzuführen (Scamell, 2000), die richtige
Balance zwischen diesen Elementen (insbesondere Ca und Mn) fördert die
Bodenstabilität. Durch die Bodenbearbeitung kann dieses Gleichgewicht
optimiert oder auch zerstört werden; leider ist Letzteres häufig der Fall.
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Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
5.2. FAKTOREN, DIE DIE BODENSTRUKTUR BEEINFLUSSEN
Pflugtechniken haben durchaus ihre Berechtigung bei der Bekämpfung von hartnäckigem Unkraut bei Fruchtwechseln und bei der
Saatbettbereitung für bestimmte Saaten; jedoch ist bei ihrer Anwendung Vorsicht geboten, wenn der Zustand des Bodens verbessert
Im Rahmen des allgemeinen Bodenbearbeitungsverfahrens ist bei einem
beschränkten Einsatz von Herbiziden oder bei Aufkommen hartnäckiger
Unkrautsorten wie Ackerfuchsschwanz (Alopecurus myosuroides)
das Pflügen in Verbindung mit entsprechenden Fruchtwechseln auf
Rotationsbasis notwendig. Gekonntes Pflügen mit Vorschälern und
Düngereinlegern, bei der dieses Unkraut untergepflügt wird, kann unter
extremen Umständen als „Bereinigung“ eine gute Vorbereitung für die
nachfolgende Saat sein. In den Folgefrüchten taucht dieses Unkraut in
der Regel nicht mehr auf, wenn die Bodenbearbeitung ohne Einarbeitung
erfolgte. Ein solches Pflügen im Rotationsverfahren (z. B. alle 4 Jahre) kann
LEICHTER LÖSS
100
80
60
40
20
0
0 20406080100
% Anwuchs nach dem Stoppelsturz
Beim Pflügen können Druckkräfte auf die Wände der Furche und (meistens
durch den Traktor in der Furche) Scherkräfte auf die Sohle der Furche
wirken, was in einem ungeschützten (insbesondere im nassen) Zustand zu
Strukturschäden führen kann.
% Anwuchs nach dem Stoppelsturz
Das jeweilige Bodenbearbeitungsverfahren kann die Bodenqualität in vielerlei Hinsicht beeinflussen. Weniger aggressive, schonende
bzw. einfache Ackerbausysteme verbessern im Allgemeinen die Bodenstruktur und bewirken zudem in Verbindung mit dem CTFVerfahren erhebliche Energieeinsparungen bei der Saatbettbereitung. (CTF = Controlled Traffic Farming, Ackerbau mit geregelter
Spurführung) – durch stets unveränderte Spuren wird die Verdichtung auf vorgegebene Pfade begrenzt.)
100
SCHWERER LEHM
80
60
Der Zeitpunkt und die Wahl der Bodenbearbeitungstechnik hängt von
den jeweils aktuellen Feldvoraussetzungen ab; dennoch können je nach
Art und Zustand des Bodens bestimmte Richtlinien gelten. Schwerere
bzw. tendenziell selbststrukturierende Böden können beispielsweise
von Vorfrüchten profitieren, sofern andere Faktoren wie beispielsweise
Unkrautbekämpfung nicht im Gegenzug beeinträchtigt werden. Siehe
Tabelle unten.
40
20
0
% Anwuchs nach dem Pflügen
0 20406080100
% Anwuchs nach dem Pflügen
werden soll. Das Tiefpflügen kann mehr Zeit erfordern (insbesondere, wenn die Krümelung zur Saatbettbereitung von Bedeutung
ist, wie beispielsweise bei schwereren Böden für die Herbstaussaat) sowie mehr Traktionskraft als bei Techniken ohne Unterpflügen.
Außerdem wird die Qualität des Saatbetts und somit der Anwuchs oft durch Nicht-Invertierung verbessert (siehe Vergleiche weiter
oben für Ölraps, nach Stokes et al), ausgenommen bei sehr nassen Böden. Die Ergebnisse derartiger nasser Bedingungen sind in der
Datentabelle für schwerere Böden hervorgehoben. Wenn der Boden von oben zu feucht ist (z. B. bei der Ernte im feuchten Zustand)
und der trockenere Boden gewendet werden kann, ist das Pflügen u. U. von Vorteil. Außerdem sind die Kosten für das Pflügen
und den Anwuchs bei leichten Böden oder Böden mit geringer Arbeitstiefe oft mit den Kosten einer nicht einarbeitenden Technik
vergleichbar, wenn man sich den Zeit- und Kostenaufwand insgesamt vor Augen hält. Ob und wann gepflügt wird und wie sich dies
auf den Fruchtwechsel auswirkt, geht aus der Grafik unten hervor.
12
im Allgemeinen ein nachhaltiges Verfahren darstellen, mit dem Kosten
und Unkrautaufkommen in Grenzen gehalten werden, während die Gefahr
von Unkrautarten, die für einen regelmäßigeren Behandlungsansatz
eher schädlich sind, vermieden wird. In dieser Hinsicht können
Bodenbearbeitungssysteme nicht ungeachtet der Bedingungen und
besonderen Umstände als „Allroundverfahren“ gesehen werden, sondern
erfordern eine Neubewertung in jeder Saison.
Feldvoraussetzungen
Bodenbearbeitung mit Einarbeitung
Bodenbearbeitung ohne Einarbeitung
1. Weizen –
Vermeidet: unnötige, hohe Kosten
Gut: bewährtes Verfahren
2./3. Getreide –
Gut: Unterpflügen von Unkraut
i. O.: wenn Unkraut bekämpft wurde
Hohes Stroh –
Gut: bei Fruchtwechsel
i. O.: wenn ausreichende Stillstandszeit gegeben ist
Niedriges Stroh –
Vermeidet: unnötige, hohe Kosten
Gut: wenn Unkraut bekämpft wurde
Ölraps nach Getreide –
Vermeidet: unnötige, hohe Kosten
Gut: bewährtes Verfahren
Richtlinien für die
Bodenbearbeitung
Bodenbeschaffenheit
• Flach und progressiv bearbeiten
• Verdichtung beseitigen, falls vorhanden
• Früh bearbeiten, um natürliche Gare zuzulassen
• Rückverfestigen, um grobe Klumpen zu zerkleinern und tiefere Schichten zu stabilisieren
• Oberflächenverfestigung für besseren Unkrautanwuchs; ein feinerer Abschluss ist u. U. für den Zustand und das endgültige Saatbett förderlich
• Flach bearbeiten, soweit angemessen
• Teilweise ist eine Tiefenlockerung notwendig
• Später bearbeiten, um Struktur zu bewahren und das Überwachsen der Unkräuter und Ausfallgetreide zu vermeiden
• gleichmäßige Rückverfestigung und
Krümmelung zur Vermeidung einer Verkrustung
• Organische Substanzen in
Oberflächenhorizonten bewahren
Ca-Gehalt
Ca hoch
Selbststrukturierend
LEHM
SAND
SCHLUFF
Nicht
selbststrukturierend
Ca niedrig
13
Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
5.3. VERDICHTUNG
(oben: Regenwurmeffekt)
Die anhand des Kegelwiderstands oder der Schüttdichte des
Bodens gemessene Verdichtung hat einen direkten Einfluss auf
Wurzelwachstum und Ertrag (Diagramm rechts, nach Russell,
1977). Die kritischen Werte des Penetrometer-Kegelwiderstands,
die auf den Beginn einer Reduzierung des Wurzelwachstums
hindeuten, reichen in der Regel von 1 bis 1,7 MPa, und jene
Werte, bei welchen das Wurzelwachstum gestoppt wird, von 3
bis 4 MPa (je nach Pflanzen- und Bodenart, in Verbindung mit
der Porengröße/- verteilung und dem Feuchtigkeitsgehalt).
01 23 45
Widerstand lt. Penetrometer (MPa)
Systeme, welche die Aktivität der Regenwürmer fördern,
z. B. indem Ernterückstände auf dem Feld bleiben,
haben zusätzliche Vorteile durch die verbesserte
Gesamtstruktur und in vielen Fällen einen geringeren
Bedarf an Nährstoffen wie Stickstoff, da ein Teil durch
die Mineralisierung im Verlauf des Vegetationszyklus
zugeführt wird. Der Regenwurm spielt eine zentrale Rolle
in Bodenökosystemen und beeinflusst sowohl direkt
als auch indirekt die Verbreitung und das Wachstum
der Wurzeln (Pierret, 2005). Außerdem hat er einen
wesentlichen Einfluss auf die Einbringung und Verteilung
organischer Substanzen im Boden (Shuster, 2001).
14
Die Schüttdichte des Bodens als Maß für die Verdichtung steht
im Zusammenhang mit dem Feuchtigkeitsgehalt. Jedoch
schränkt eine erhöhte Schüttdichte das Wurzelwachstum
ungeachtet der Feuchtigkeit ein (Diagramm gegenüber). Eine
übermäßige Schüttdichte von 1,7 bis 1,8 g/cm³ kann dem
Wurzelwachstum schaden.
Widerstand lt. Penetrometer (bar)
60
Penetrometer
Geringe Feuchtigkeit
Hohe Feuchtigkeit
50
1.9
1.85
1.8
40
1.75
1.7
30
1.65
20
1.6
10
1.55
Schüttdichte des Bodens (g/cm3)
(oben: Regenwurm)
Verdichtungen treten auf, wenn der Boden sich setzt
(Selbstverdichtend), an Porosität verliert, an Festigkeit zunimmt
und weniger Wasser aufnehmen kann. Die Verdichtung kann
mit einem Penetrometer (Abb. rechts) gemessen werden;
dabei wird der Widerstand beim Eindrücken eines Kegels in
den Boden ermittelt. Bei Böden ähnlicher Beschaffenheit kann
die Verdichtung auch anhand der Schüttdichte des Bodens
verglichen werden. Beiden Methoden liegt ein Vergleich der
Böden bei ähnlichem bzw. konstantem
Feuchtigkeitsgehalt zugrunde.
Wurzelwachstumsrate (mm/Tag)
Verdichtung wirkt sich in entscheidender Weise auf den Ertrag
der Ernte aus. Barrieren gegenüber dem Wurzelwachstum
schränken den Zugang zu Wasser, Luft und Nährstoffen ein,
reduzieren den Ertrag bei vielen Saaten um mehr als 50 % und
verursachen in schweren Fällen einen Totalverlust. Weitere
mögliche Folgen sind übermäßige Abschwemmung
und Erosion.
1.5
0
0 20406080100
Wurzelpenetration (%)
15
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
Neben der Bildung einer physikalischen Barriere gegen die
Wurzeln beeinträchtigt die Verdichtung auch die Übertragung von
Nährstoffen und Spurenelementen durch den Boden, was sich
ebenfalls negativ auf Wachstum und Ertrag auswirkt. Die Aufnahme
der Nährstoffe wird überwiegend durch Verdichtung eingeschränkt
(Lipiec); Stickstoffverluste in Grundwasser und Atmosphäre sind im
Allgemeinen eher in verdichteten Böden zu finden (Lipiec).
Nasse Böden lassen sich leichter verdichten als trockene, und zwar
bis zu dem Punkt, an dem die zuvor mit Luft gefüllten Poren mit
Wasser gefüllt sind. In diesem Moment nimmt zwar die Festigkeit
zu, jedoch wird der Boden dann durch die Kultivierung schmierig,
die Kontinuität der Poren wird durchbrochen und der Wasserfluss
behindert – was oft schlimmere Folgen für das Wurzelwachstum hat
als die Verdichtung.
Die Verdichtung unterstützt aufgrund ihrer negativen Auswirkungen
auf die Bodenbelüftung die N2O-Produktion im Erdreich. N2O ist
auf natürliche Weise durch Nitrierung beim Stoppelsturz sowie
durch Denitrierung unter kompakten, anareoben Bedingungen
gebildet. Insofern führt die Denitrierung zu einer Verminderung
des Bodennitratgehalts. Bei hohem Mineral-Stickstoffgehalt (sei
es natürlich oder durch Düngung) können sich diese Schadstoffe
vervierfachen (Sitaula), was die Umwelt zusätzlich belastet. (N2O ist
ein Treibhausgas, dessen Einfluss auf die globale Erwärmung das
Potenzial von CO2 um ein Vielfaches übersteigt.) Hinzu kommen
erhöhte Kosten für Düngemittel aufgrund seiner ineffizienten
Nutzung.
Bei wiederholten Durchläufen mit gleichem Bodendruck und
gleicher Position auf dem Feld wird die Verdichtung weiter verstärkt
(Raper, 2006); dies entspricht in etwa dem Effekt einer Rüttelplatte
im Straßenbau. Daher muss der Boden bei der Kultivierung in so
wenigen Durchläufen wie möglich befahren werden. Ein typisches
Verdichtungsmuster auf feuchtem Grund, entstanden durch eine
erhöhte Achslast, ist unten rechts dargestellt (Rapier, 2006):
Der Boden wird verdichtet, wenn er geschwächt ist und durch
Fahrzeugverkehr (Abb. oben links: Mähdrescher mit Kornwagen)
und Bodenbearbeitung starken Belastungen ausgesetzt ist. Der
Boden wird geschwächt, wenn er zu feucht oder zu locker ist. Wird
bei mehreren Durchläufen nicht ein und dieselbe Spur benutzt,
verdichten die Reifen einen beträchtlichen Teil des Feldes: Der
erste Fahrzeugverkehr kann bis zu 85 % der Gesamtverdichtung
verursachen, und mehrere Kultivierungs- und Transportvorgänge
mit unregelmäßigem Spurverlauf können bis zu 70 % der
Gesamtoberfläche des Ackers ausmachen.
Das Pflügen in der Furche unter feuchten Bedingungen führt daher
mit größter Wahrscheinlichkeit zu tief reichenden Verdichtungen.
Wird die Verdichtung dagegen auf die oberen Bodenschichten
begrenzt, kann sie durch die herkömmliche Tiefenlockerung
gemindert werden.
Eine gängige Methode zum Minimieren der Schadverdichtung
durch Fahrzeuge ist das CTF-Verfahren (Controlled Traffic Farming,
Ackerbau mit geregelter Spurführung), bei dem für sämtliche
Vorgänge auf dem Feld stets dieselben Spuren befahren werden.
Zu den längerfristigen Vorteilen einer derartigen Technik
gehören: geringerer Traktionsaufwand für Anbaugeräte, bessere
Bearbeitungsfähigkeit des Bodens, insgesamt effizienterer Anwuchs.
Diese Methode ist ein gutes Beispiel dafür, wie Schadverdichtungen
an der Quelle kontrolliert werden können, bevor sie auf weite Teile
des Feldes übergreifen, indem das Befahren mit schwerem Gerät
auf vorgegebene Bereiche begrenzt wird, wo es keine wesentlichen
Schäden am Saatgut hervorruft. Die heutigen DGPS-Verfolgungs- und
Lenktechnologien lassen dies zur realistischen Option werden; auf
diese Weise ist es nicht mehr nötig, so extrem auf die Einhaltung der
Fahrwege während und nach der Ernte zu achten. Auch der Bedarf
an hochspezialisierter Ausrüstung kann durch intelligente Anpassung
der Breite von Bodenbearbeitungs- und Sämaschinen z. B. an die
eines Mähdreschers verringert werden.
16
Das zeigt deutlich, dass beim Betrieb eines Mähdreschers mit
Kornwagen eine messbare Verdichtung unterhalb von 400 mm Tiefe
praktisch unvermeidbar ist. Hier kann die Achslast der Fahrzeuge die
gezeigten Werte überschreiten.
18
16
Mähdrescher und
Kornwagen, voll
14
12
Achslast (Tonnen)
Die Ernte Beginnt Hier
Mähdrescher, leer
10
8
Großer Traktor
6
4
Kleiner Traktor
2
0
250350450550650
Tiefe der messbaren Verdichtung (mm)
17
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
5.4. VERFESTIGUNG
Durch die Rückverfestigung werden Feuchtigkeitsverluste reduziert,
das Zerkleinern großer Schollen sowie die Verbesserung der
Oberflächenkonsistenz erhöhen den Wirkungsgrad von Herbiziden vor und
während des Aufgangs und beim Stoppelsturz.
Die Stabilisierung des Bodenprofils in einem nicht destruktiven Maß kann viele Vorteile haben. Durch Erhöhung der
Schüttgutfestigkeit des Bodens auf ein höheres Maß als die Erdschollenfestigkeit können die Schollen zerkleinert
werden, indem sie gegen die aufgeschüttete Erde gedrückt werden (z. B. durch Walzen, Glätten oder durch eine vertikal
drückende Zinke, Zinkenegge usw.). Der gepflügte Boden hat viele offene, häufig große Poren, die in hohem Maße von der
Verfestigung profitieren – bis in die Tiefe, wo die besagte Bodenbearbeitung dann besonders effektiv sein kann.
Die Rückverfestigung der Saatbetts bei Herbstgetreide und aps (gemessen
an einer flachen Scheibe von Ø25 mm) sollte zwischen 10 und 25k Pa liegen
und die entsprechende Schüttgutdichte zwischen 1,2 und 1,4 g/cm³. Bei
einer Reduzierung der Schüttgutdichte auf 1,0 g/cm³ oder weniger wurde
eine Ertragsminderung auf ca. 75 % des Optimums durch schlechte Saatgutund Wurzel-Erde-Haftung festgestellt (Godwin, R., persönliche Mitteilung,
2007). Jedoch wird die anfängliche Bewurzelung (z. B. Gerste) bei einem
Verfestigungsdruck von mehr als 50 kPa eingeschränkt.
Eine Verringerung der großen offenen Poren- und Krümmelungsgröße verbessert die Saatgut-Erde-Haftung, was wiederum
die Keimung sowohl des Unkrauts als auch der Saat nahe der Oberfläche begünstigt. Auf dem Diagramm (unten links,
Simba und Monsanto, 1996) sind die relativen Vorteile kombinierter Verfestigungsprozesse nach dem Stoppelsturz für das
Auskeimen von Ölraps-Ausfallgetreide ersichtlich. Das oberflächliche Walzen in Verbindung mit dem tieferen Andrücken
hat einen entscheidenden Vorteil gegenüber dem bloßen Walzen der Oberfläche. Auf dem Diagramm unter rechts
(Masstock Arable Group, 2006) sind die Vorteile einer reduzierten (jedoch nicht zu feinen), gleichmäßigen Krümmelung
beim Ölraps-Saataufgang dargestellt.
110
100
Relativer Ernteertrag (%)
Die Ernte Beginnt Hier
90
80
70
60
50
75 80 85 90 95 100105
Während die Auswirkung auf Wachstum und Ertrag bei verschiedenen
Verdichtungs- und Feuchtigkeitsgraden in unterschiedlichen Böden äußerst
komplex ist, lässt sich nicht leugnen, dass der Ertrag von einer gewissen
Verfestigung des Bodenprofils direkt profitieren kann (Diagramm oben
rechts, nach Lipiec, 1991). Jedoch ist unbestritten, dass die Profilverfestigung
nur unter günstigen Voraussetzungen und mithilfe von Verfahren, die sich
positiv auf die gesamte Bodenstruktur auswirken, durchgeführt werden darf.
Verdichtungsgrad
200
% Aufgang
Pflanzen pro m2
150
100
> 23 mm
11-17 mm
5,5-6,7 mm
50
0
Scheibe
Scheibe +
Rolle
Scheibe
+ Walze
Scheibe +
Rolle + Walze
0 5 10 1520 253035 40
Tage nach dem Säen
Die verbesserte Verfestigung von der Oberfläche bis zur Tiefe des Stoppelsturzes unterstützt die Bekämpfung von Schädlingen wie Nacktschnecken (siehe Abb.:
Eier, oben rechts und oben links) durch Einschränkung ihrer Bewegung an die Oberfläche des Saatbetts.
Die Verfügbarkeit von Nährstoffen wie Mangan durch verbesserten
Wurzel-Erde-Kontakt in Verbindung mit einer stärkeren Abwehr gegen
Wurzelpilze wie der Schwarzbeinigkeit (Gaeumannomyces graminis var.
triciti) im Getreide gehören mit zu den Vorteilen einer angemessenen
Rückverfestigung des Bodenprofils.
140
Kum. CO2-Fluss (g CO2/qm)
120
100
80
60
40
20
0
18
Pflug
Pflug +
Packer
Grubber
Grubber Pfluglos Pfluglos +
+ Packer
Packer
Mechanische Rückverfestigung
Durch die Rückverfestigung des kultivierten Bodens werden CO2Emissionen kurzfristig reduziert (Diagramm gegenüber, nach Reicosky,
2001), was aus umweltschutztechnischer Sicht einige Vorteile für die
Bodenbestellung hat, die andernfalls langfristig den Kohlenstoffgehalt
des Bodens (hauptsächlich organische Substanzen) verringern kann.
Eine Verfestigung nach dem Stoppelsturz kann den Kohlenstoffgehalt im
Boden fördern und einen zusätzlichen Stickstoffbedarf (sowie die damit
verbundenen Kosten) während der Lebensdauer der Saat mindern.
19
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
Barrieren gegen den Wasser-, Luft- und Nährstoffaustausch
entstehen durch verdichtete Schichten (Sohlen) sowie
Schichten zwischen Krümmelstrukturen mit unterschiedlicher
Porengröße.
• Der Wasserfluss (1) durch Veränderung der Schüttgutdichte
oder Krümmelungsgrösse verbessert den Kapillareffektes sei
denn, der Boden ist gesättigt, sodass die Schwerkraft greift.
• Krümmelung (2) mit kleineren oder größeren Poren werden
oft durch die Bodenbearbeitung beeinträchtigt. Die Schichten
1 bis 4 stellen ein traditionell gepflügtes, mit einer Kreiselegge
bearbeitetes Profil dar, das viele Bodenarten aufweist.
• Der Wasserfluss (3) von den kleinen zu den großen Poren
ist im ungesättigten Zustand sehr langsam (Eagleman, 1962),
da der Kapillardruck, der das Wasser hält, in kleinporigen
Krümmelungen höher ist.
• Die Zonen (4) können daher unterhalb solcher
Schichten eingeschränkte Wasservorkommen (z. B.
Wasseransammlungen) aufweisen.
• Verdichtete Schichten (5) mit hoher Schüttgutdichte
schränken außerdem den Wasser-, Luft- und
Nährstoffaustausch ein.
• Die Zonen (6) unterhalb der verdichteten Schichten sind für
Wurzeln schwer zugänglich. In trockenen Sommermonaten
kann die Hülsen- oder Kornfüllung daher eingeschränkt
sein, was zur Notreife und dadurch zu geringeren Erträgen,
schlechter Qualität und verminderter Keimfähigkeit führt.
6. GRENZWERTE DER PLASTIZITÄT DES BODENS:
IDEALE ANBAUZEITEN
Auf dem Diagramm (rechts) ist zu erkennen, wie die beim Grubbern
entstehenden Krümmelstrukturen durch den Feuchtigkeitsgehalt des
Bodens beeinflusst werden. Je näher an der unteren Plastizitätsgrenze
die Bodenbeschaffenheit während der Bodenbearbeitung liegt, desto
weniger große und desto mehr kleine Krümmel werden gebildet („Soil
structures“, Keller et al., 2007). Für die Planung der Kultivierung ist es
daher hilfreich, diesen kritischen Punkt zu erkennen. Außerdem ist
es oft besser, Bodenbewegungen generell zu vermeiden, wenn die
Bedingungen weit von diesem Punkt entfernt sind (z. B. zu feucht), da
jede Bearbeitung bzw. jedes Befahren des Ackers Schäden verursacht
und den Zustand weiter verschlechtert.
Eine einfache „Bauernmethode“ zur Erkennung des Bodenzustands
relativ zur unteren Plastizitätsgrenze besteht darin, ein Stück der
bearbeiteten Erde wie in den Bildern unten dargestellt zu kneten
und zu rollen.
Wenn es leicht fällt, einen langen Strang aus der Erde zu rollen (siehe
unten), liegt die Bodenfeuchtigkeit unter der Plastizitätsgrenze; das
Befahren mit Fahrzeugen führt in diesem Fall zur Verdichtung – selbst
bei Bodendrücken von nur 6 bis 12 psi (40 bis 80 kPa). Bei einer
Kultivierung in diesem Zustand sind lehmhaltige Böden
höchst schadanfällig.
Wenn das Rollen zu einem Strang nicht klappt, aber die Erde
leicht schmiert, liegt die Bodenfeuchtigkeit unter der Plastizitätsgrenze;
das Befahren und Bearbeiten des Bodens führt auch in diesem
Fall zu Schäden.
Kann der Erdbrocken so gerollt werden, dass er nicht – aber fast –
krümelt, ist die Plastizitätsgrenze nahezu erreicht (Abb. unten rechts). In
diesem Zustand kann das Erdreich als „bröckelig“ bezeichnet werden.
Die Bearbeitung ist dann in der Regel effektiv; jedoch kann der Boden
durch einen Bodendruck von über 15 psi (100 kPa) in gewissem Maße
auch verdichtet werden.
TROCKENER
OPTIMAL
5.5. WASSER- UND NÄHRSTOFFFLUSS
Anteil der Erdanhäufungen
Die Ernte Beginnt Hier
FEUCHTER
Anteil der
Erdanhäufungen < 8 mm
Anteil der
Erdanhäufungen > 32 mm
0.50.70.9 1.11.3
Normalisierter Wasseranteil
Die Kultivierung ist dann in der Regel effektiv; jedoch kann der
Boden durch einen Bodendruck von über 15 psi (100 kPa) in
gewissem Maße verdichtet werden.
Wenn die Erdprobe nicht gerollt werden kann, sondern bröckelt
und in harte Krumen zerfällt, liegt die Bodenfeuchtigkeit unter der
Plastizitätsgrenze; eine Verdichtung durch normalen landwirtschaftliche
Bearbeitung ist dann eher unwahrscheinlich. Bei stark ausgetrockneten
Böden ist darauf zu achten, dass die Bodenbearbeitung (z. B.
Saatbettbereitung) nicht zu teuer wird, da sich Klumpen bilden, die
sich erst bei zunehmender Bodenbefeuchtung zerkleinern lassen. Bei
leichten Böden, die zum Versanden neigen, kommt hinzu, dass bei
Trockenheit kein effektives Arbeiten möglich ist; außerdem verursacht
die Versandung des Bodens Schäden, u. U, auch Erosion durch
Wind bzw. Wasser.
• Die Aufwärtsbewegung von Wasser bzw. Luft (7) ist ferner
durch Sohlen oder Veränderungen der Krümmelstruktur
begrenzt. Dies kann in der Trockenperiode erhebliche
Auswirkungen auf Saaten mit flachen Wurzelgeflechten
haben, die von dem Aufwärtsfluss des Wassers durch
die Kapillarwirkung profitieren. Deshalb ist bei der
Bodenbearbeitung stets zu überlegen, inwiefern die
Bodenstruktur optimiert werden muss; starke Veränderungen
der Krümmelstruktur sind zu vermeiden.
20
21
Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7. BODENBEARBEITUNGSELEMENTE
7.1. BODENBEARBEITUNGSELEMENTE: OBERBODENBEARBEITUNG
ZINKEN:
• Grubber- oder Scharzinken bewirken einen
aggressiveren Aufwurf und ein gröberes Gemenge
(5) aus Stroh und Erde. Die Aufwärtsbewegung bringt
Erde (bzw. Klumpen) von unten an die Oberfläche
Dies kann dort von Vorteil sein, wo das Problem der
Verkrustung auftritt. Daher liefert eine Kombination
aus geeigneten Scheiben und Zinken überall – und
zwar besonders bei Böden, die zum Schmieren
neigen – gute Ergebnisse.
• Tiefere Verdichtungszonen, z. B. Pflugsohlen
(6), sollten mit Tiefenlockerungszinken gelockert
werden, die darauf ausgelegt sind, in der Tiefe zu
Lockern ohne den Boden an die Oberfläche zu
bringen. Das Auskeimen der Saat ist dort gefährdet, wo der Oberboden mit
der Struktur des Unterbodens vermengt wird, was negative Auswirkungen
auf die Folgefrucht hat.
und sorgt für eine intensivere Vermengung (Abbildungen oben). Dieses
Gemenge kann zur Beseitigung der Effekte von Herbizidresten beitragen,
und eine gröbere Oberfläche ist witterungsbeständiger, wenn die
Folgefrucht später im Herbst oder im nachfolgenden Frühjahr gesät wird.
• Die entstehende Oberfläche (7) erfordert in der Regel eine Einebnung
vor dem Rückverfestigen, da es andernfalls später zu Setzungsdifferenzen
kommt und die Oberfläche eine ungleichmäßige Gare aufweist
(Abbildungen unten). Die gröbere Gare (oben) ist das Ergebnis einer
Bearbeitung mit Tiefenlockerungszinken (unten). Eine grobe, klumpige und
wellige Oberfläche kann vorteilhaft sein, z. B. vor dem Überwintern oder vor
schweren Regenfällen, da hier eine gute Wasseraufnahme erforderlich ist.
Führende oder flach geführte Bodenbearbeitungswerkzeuge können mit
Scheiben, Zinken oder einer Kombination von beiden bestückt sein. Eine gut
geformte Scheibe verarbeitet auch lange und stark angehäufte Strohreste,
sofern sie geeignet ist, in festen Boden zu schneiden. Einzeln montierte
Scheiben können sowohl einen Kipp- als auch einen (möglichst verstellbaren)
Scheiben- oder Krümmungswinkel haben. Zinken können mit verschiedenen
Arbeitsspitzen versehen sein, die sich mehr oder weniger in das Profil
einschneiden und die Erde nach Bedarf vermengen und aufwerfen. Zinken
bewegen das Erdreich in der Regel nach vorn und oben; danach ist häufig eine
Einebnung nötig, korrekt eingestellte Scheiben dagegen arbeiten schonender,
teilweise mischend, und erleichtern dadurch das Einebnen, weil die Erde eher
seitlich bewegt wird.
SCHEIBEN:
• Das mischend bearbeitete Gemenge (1) hat normalerweise eine feinere
Oberfläche (4), sofern sie nicht im feuchten Zustand bearbeitet wurde; dies
kann durch die Winkeleinstellung geregelt werden. Ein spitzer Winkel dient zum
Schneiden und Vermengen im ersten Durchgang, ein stumpfer Winkel dagegen
zum Häckseln und Verfestigen im zweiten Durchgang.
• Die mit der Scheibe gebildete Gare (2) ist locker, solange sie nicht
angedrückt wird; dies kann zu Feuchtigkeitsverlusten und zu Einschränkungen
des Kapillarflusses aufgrund unterschiedlicher Erdschichten und
Porengrößen führen.
• Ein optimierter Scheibenwinkel (3) (einschließlich Neigung) minimiert die
„negative“ Scheibenfläche (blau hervorgehoben), die den Boden berührt. Dies
wiederum verringert das Schmieren und das für die Penetration
erforderliche Gewicht.
22
• Der mischend bearbeitete Oberboden (4, Abbildungen rechts) ist, sofern
er Rückverfestigt wird, ideal für das Auskeimen von Unkraut und
Ausfallgetreide geeignet.
23
Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7.2. BODENBEARBEITUNGSELEMENTE: UNTERGRUNDBEARBEITUNG
KRITISCHE ZINKENTIEFE
Eine Lockerungszinke arbeitet korrekt, wenn sie den darüber liegenden Boden anhebt und lockert und somit die Schüttgutdichte und Verdichtung reduziert.
Der Erdaufwurf sollte in der Regel NACH OBEN erfolgen (siehe Abb. links, Mitte) statt nach außen oder durch schmierende Bewegungen nach unten (siehe
rechts, Mitte). Die Zinke arbeitet ÜBER ihrer KRITISCHEN TIEFE (Spoor & Godwin, 1978).
LEERRAUM
Ein Zinken arbeitet falsch, wenn er den darüber liegenden Boden nicht lockert oder aufbricht (es sei denn, dass dies gewollt ist – z. B. beim drainieren). Der
Zinken arbeitet dann UNTERHALB seiner OPTIMALEN ARBEITSTIEFE. Wird die Arbeitstiefe zu tief für den Zinken oder das verwendete Schar eingestellt, werden
Verdichtungen von unten nach oben und seitlich durch Verdrängung produziert. Das bedeutet, der durch den Zinken angehobene Boden wir unter den nicht
aufbrechenden Oberboden gepresst. Verdichtete Schichten werden nicht gelöst, sondern gar zusätzlich verschlechtert. Dies bringt in der Regel auch einen
hohen Traktions- und Kraftbedarf mit sich.
Flache, nicht wendende Zinken (unten) erfordern eine geringer Traktion. Bei feuchten oder verdichteten Böden besteht jedoch die Gefahr, dass sie unter ihrer
kritischen Tiefe arbeiten.
• Durch die Spatenprobe ist zu prüfen, ob vorhandene Sohlen (1) beseitigt werden.
• Bei einem Flügel mit niedrigem Hubwinkel (2) und geringer Hubhöhe (3) kann das Erdreich nach oben schmieren, wenn das Gewicht des darüber liegenden
Bodens zu hoch ist; dadurch wird die Sohle verschlechtert, was zur weiteren Versiegelung des tieferen Erdreichs führt.
• Die Oberfläche scheint nicht sehr stark beeinträchtigt zu sein (4), jedoch hat die zusätzliche Verdichtung in der Tiefe die Bodenstruktur verschlechtert.
24
Dies geht aus der obigen Abbildung hervor: Der Boden, der einen fast plastischen Zustand erreicht hat,
wurde von einer flach hebenden Flügelzinke bewegt. Das verschmierte, verdichtete Profil unterhalb
der Zinke sowie der Leerraum und der stärker verdichtete Boden darüber sind in den späteren
Wachstumsphasen der Folgefrucht (nach ca. 7 Monaten) immer noch zu erkennen. Die Bewurzelung und
Entwässerung wurden durch die verdichtete Schicht eingeschränkt.
In solchen Fällen muss die Arbeitstiefe verringert oder die Hubhöhe des Flügels erhöht werden.
25
Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7.3. BODENBEARBEITUNGSELEMENTE: OBERFLÄCHENSCHONENDE ZINKEN
7.4. BODENBEARBEITUNGSELEMENTE: UNTERBODENBEARBEITUNG
Oberflächenschonende Lockerungszinken beseitigen Verdichtungen
in der Tiefe ohne das Erdreich an die Oberfläche zu bringen. Dies
kann beispielsweise bei der Saatbettbereitung für Lichtkeimer oder
Feinsämereien (Raps) von Bedeutung sein, oder beim Anlegen von
Kompost-Saatbetten zum Auskeimen von Unkraut und Ausfallgetreide
vor der nächsten Folgefrucht.
Die Tiefenlockerung ist dort anzuwenden, wo eine Verdichtung in 300 bis 500 mm Tiefe auftritt. Sie kann nach dem Pflügen in der Furche erforderlich sein
– insbesondere bei feuchten Bedingungen (z. B. nach der Maisernte) und nach dem Befahren mit schwerem Erntegerät. Die Merkmale ähneln denen des
• Untergrundsohlen (1) oder verdichtete Schichten bilden Barrieren gegen
den Wasser-, Luft- und Nährstoffaustausch, die Wachstum und Ertrag
mindern.
• Wo unterschiedliche Schichten (2) verbleiben, sollten diese bis in
die Tiefe Rückverfestigt werden (siehe folgenden Abschnitt), um den
Wasserfluss durch den Kapillareffekt zu ermöglichen.
• Die gelockerte Zone (3) mit der aufgebrochenen Sohle kann in der Regel
größere Porenabstände als der Boden unter und über ihr aufweisen.
• Die Oberflächenzone (4), in die die Stoppel eingemischt wird, sollte für
eine optimale Mineralisierung im oberen Bereich von 100 bis 150 mm
bleiben, um die Folgefrucht mit natürlichem Stickstoff zu versorgen. Bei
guter Vermengung und Rückverfestigung werden negative Auswirkungen
auf die Saatgutkeimung minimiert und gegen Witterungseinflüsse wie
Starkregen stabilisiert, die Befahrbarkeit bleibt erhalten.
26
• Wenn der Unterboden (5) eine gute Struktur aufweist (offene Poren,
einige vertikale Spalten, Wurmkanäle), braucht er nicht bearbeitet zu
werden. Dies sollte durch eine Spatenprobe bis in die Tiefe geprüft
werden. Bei Bedarf sollten Porenübergänge von grob nach fein (2) mit
einer geeigneten Walze angepasst werden.
oberflächenschonenden Arbeiten (einschließlich Teil 1 bis 5 – siehe vorherigen Abschnitt).
• Die führende Zinkenspitze (6) sollte schmal sein (geringer
Traktionsbedarf, minimaler Aufwurf) und, wenn starker Abrieb und
Verschleiß zu erwarten sind, mit Hartmetallplättchen belegt, um die
Penetration aufrechtzuerhalten. Da das Zugverhältnis Spitze-Flügel in der
Regel 70:30 beträgt, ist eine schmale Zinkenspitze optimal für effizientes
Arbeiten, da der Flügel das Profil neu strukturieren kann.
• Der Flügel-Hubwinkel (7) muss groß genug sein, um den Bodenin der
Tiefe anzuheben, zu zerkleinern und neu zu ordnen, und somit eine
dauerhafte Struktur zu schaffen. Hat der Flügel das korrekte Design, kann
er sogar zur Einebnung der Oberfläche beitragen (siehe „Simba OSR
Establishment Guide“).
• Die Zerkleinerung durch den Flügel (8) sollte vertikale Scherbrüche im
Erdreich erzeugen, wenn es über den Flügel gehoben wird.
• Der Hebe- und Lockerungseffekt der Zinkenspitze (6) ist schon vor
der Spitze bemerkbar und ermöglicht die Penetration in harte Böden.
Besondere Vorsicht ist geboten, wenn der Zinken in die Nähe der Traktoroder Anbaugerätereifen montiert ist. Achten Sie darauf, dass ein Rad
nicht unmittelbar am Arbeitsbereich (7) des Zinkens ist. Die Arbeit des
Zinkens wird dadurch negativ beeinträchtigt, der Boden verdichtet und
der Traktionsaufwand erhöht. Der Zinken wird dann möglicherweise
unter seiner kritischen Tiefe arbeiten, wo eine effektive Lockerung nicht zu
erzielen ist.(siehe oben)
• Der Flügelhubwinkel (9) und die Hubhöhe (10) sollten ausreichend groß
sein, um das verdichtete Erdreich zu heben. Dazu muss ein geeigneter
Flügel (8) gewählt werden; das Ergebnis ist anhand einer Spatenprobe
zu überprüfen. Vermeiden Sie, das Erdreich von unten nach oben zu
verdichten. Dies kann die Situation verschlechtern und die gesamte Arbeit
in Frage stellen.
27
Die Ernte Beginnt Hier
ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7.5. ABSTAND UND ANORDNUNG DER ZINKEN
Bei Verwendung von Flügelzinken kann der Zinkenabstand in der
Regel (von der 1,5-fachen Arbeitstiefe als Netto-Zinkenbreite oder
Achsabstand zur Mitte, wenn nur Zinken verwendet werden) auf
die zweifache Arbeitstiefe als Netto-Zinkenbreite vergrößert werden
(Godwin, 2007). Obwohl die Flügel den Boden schonender bearbeiten,
zeigt ein Vergleich des Zugkraftbedarfs mit dem der führenden
Zinkenspitze (normalerweise im Verhältnis von 30:70), dass netto
weniger Kraft benötigt wird, da der spezifische Widerstand geringer ist.
Dies wiederum verbessert die Effizienz der Kultivierung.
Das Anheben des Erdreichs durch die Flügel verringert die
Schüttgutdichte und vergrößert daher das Volumen des Bodens.
Wenn die Zinken einer Reihe auf gleicher Höhe laufen (siehe unten,
Zinken 1, 2, 3), kann die angehobene Erde zwischen den Zinken
zusammengedrückt und der Boden insgesamt verdichtet werden, was
den Vorgang ineffizient machen würde. Bei gestaffelter (V-förmiger)
Anordnung der Zinken (Zinken 3, 4, 5) findet das Anheben versetzt
statt, was die Effizienz steigert. Alternativ dazu können die Zinken
in 2 oder mehreren Reihen angeordnet werden, damit die seitliche
Bewegung durch das Anheben nicht begrenzt wird.
7.6. ZINKENDESIGN
Eine gerade Zinke mit vertikalem Zinkenstiel und dem richtigen Spitzenund Flügeldesign kann den Boden unter der Oberfläche bei minimaler
Zerwühlung strukturieren. Dies ist hilfreich, wenn als Folgefrucht
Feinsämereien wie Raps vorgesehen sind. Weitere Einzelheiten zu diesem
Thema finden Sie im „Simba OSR Establishment Guide“ unter
www.simba.co.uk.
Die Bearbeitung mit vertikalem Scharstiel und geringer Beeinträchtigung
der Oberfläche ist vergleichbar mit dem Vorgang bei seitwärts gebogenen
Scharstielen, die im natürlichen Scherbruch des Bodens wirken, somit die
Neuanordnung der Krümmelstruktur minimieren und die Erdbrocken
an Ort und Stelle zerkleinern (siehe Abbildungen unten). Die dünneren
Scharstiele können leichter schwingen und feinste Spalten erzeugen;
sie hinterlassen eine ebene Fläche und bewahren die Krümelstruktur.
Der Hauptunterschied bei unterschiedlichem Spitzen- und Flügeldesign
besteht in der Fähigkeit, die Flügel den jeweiligen Bedingungen und
Anforderungen anzupassen. Wie aus den vorherigen Abschnitten hervorgeht, können höher hebende Flügel dort eingesetzt werden, wo der Boden feuchter
ist. Außerdem können sie die Krümmelung in der Tiefe neu anordnen und sorgen dadurch für eine beständigere Neustrukturierung, falls erforderlich.
Bei Verwendung führender, flacherer Zinken (oder korrekt eingestellter
Lockerungsscheiben) wird der obere Teil des Profils vorgelockert, was
die Anforderungen an die Tiefenlockerungszinken verringert. Ihre
Effektivität und kritische Tiefe wird dadurch weiter verbessert. Ein
weiterer wichtiger Punkt ist die seitliche Anordnung der Zinken (siehe
Abb. oben).
28
Zum Lockern und Strukturieren des Untergrunds sind viele Arten
und Formen von Zinken erhältlich. Die Wahl des Lockerungs- und
Abschlusseffekts für die Oberfläche hängt von den Anforderungen
und besonderen Umständen des jeweiligen Betriebs ab. Ein
Grundprinzip gilt in fast allen Fällen: Die Bodenbearbeitung erfordert
Variationen in der Bearbeitungstechnik (z. B. der Arbeitstiefe oder
des Lockerungseffekts durch verschiedene Werkzeuge). Angepasst
an die vorgefundenen Gegebenheiten des jeweiligen Feldes und
der Witterung entsteht ein gesunder Boden mit nachhaltigen
Eigenschaften im gesamten System.
Die Arbeitsweise dieser
Scharstieltypen unterscheidet
sich von jenen gebogener
Zinken (rechts), die das
Erdreich eher an die Oberfläche
bringen und einen gröberen,
aggressiveren Abschluss liefern.
Dieser Effekt ist geeignet, um
große Mengen an Niederschlag
aufzunehmen und Schnee zu
stabilisieren, wo dies erforderlich
ist. Bei empfindlicheren Böden
hat die gröbere Struktur den
zusätzlichen Vorteil, dass die
Gefahr der Bodenverkrustung oder des Zusammenfließens vor der Aussaat geringer ist. Diese offene Struktur trocknet schneller und begünstigt den Zugang nach
Feuchtperioden, wohingegen dichtere, geschlossene Oberflächen den Feuchtigkeitsaustausch einschränken und zu feuchteren Profilen führen.
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ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7.7. VERFESTIGUNG DES BEARBEITETEN PROFILS
Dies ist aus bestimmten Gründen der wichtigste Teil des Kultivierungsprozesses.
Nach der Bodenbearbeitung ist eine Rückverfestigung bis in die Tiefe sowie an der Oberfläche erforderlich. Wird diese Reihenfolge beachtet, ist das
Verfahren höchst effizient und fügt der Struktur den geringsten Schaden zu. Das oberflächliche Walzen lässt keine effiziente Verfestigung bis in die Tiefe
zu: Die an der Oberfläche arbeitende Walze würde zum Rückverfestigen der lockeren Erde in der Tiefe ein solches Gewicht benötigen, dass in der Regel die
oberen Schichten des Ackers darunter leiden würden. Deshalb besteht die beste Methode darin, die Oberfläche vor dem Walzen anzudrücken.
• Die bearbeitete Oberfläche (7) ist gewellt und fest, verträgt Nässe wie
Trockenheit und ist geeignet für die sofortige Aussaat mit einer GrubberSämaschine oder auch für späteres Säen. Der zusätzliche Vorteil des
Andrückrollen-Walzen-Effekts ist am Kompost-Saatbett zu erkennen, das
vor dem Einsatz der Grubber-Sämaschine gelegt wird (Abb. rechts). Es
begünstigt den Aufgang von Unkraut und Ausfallgetreide, das vor dem
Säen der Folgefrucht abgespritzt werden kann. Das Andrücken verringert
zudem kurzfristige CO2-Emissionen – ein weiteres Plus für die Umwelt. Eine
gewellte Oberfläche besitzt mehr Fläche für die Wärmeaufnahme und wird
daher im Frühjahr schneller aufgewärmt, was die Bodentemperaturen und
das Aufkeimen der Saat unterstützen kann.
7.7.1. ANDRÜCKEN DES
BODENPROFILS
• Wird ein kultiviertes, vermengtes und neu strukturiertes Profil (1) nicht
verfestigt, kann es zu locker sein, wertvolle Bodenfeuchtigkeit verlieren und
bei Nässe weich und unbefahrbar werden. Erdschollen können die Wirkung
von Herbiziden vor und während des Aufgangs beeinträchtigen, und eine
mangelnde Saatgut-/Wurzel-Erde-Haftung reduziert das Auskeimen von
Unkraut und Ausfallgetreide und erhöht die Gefahr der Abschwemmung.
• Der Kapillarfluss des Wassers wird bei Schichten (2) zwischen
Anhäufungen unterschiedlicher Größe und Dichte eingeschränkt.
• Eine mangelnde Verfestigung bis in die Tiefe (3), durch diese Schichten
hinweg, wird durch Andrücken korrigiert.
Der gepflügte Acker wird insbesondere durch Folgendes unterstützt: Beim
Andrücken werden große offene Poren auf eine angemessene Größe
zerkleinert; die Schüttgutfestigkeit wird größer und die Saatbettbereitung
dadurch effektiver; kurzfristige CO2-Emissionen werden deutlich verringert;
Feuchtigkeit wird gespeichert; der Boden bleibt witterungsbeständig. Durch
die Kombination aus Andrücken und Glätten mit Vorkultivierung lassen
sich die Kosten der Saatbettbereitung nach dem Pflügen senken (siehe
Abbildungen unten). Lockerer, gepflügter Boden wird durch Traktorreifen
mit großer Wahrscheinlichkeit beschädigt. Für den optimalen Effekt ist
daher Vorsicht geboten, wenn diese Technik angewandt wird.
• Die Unterbrechung der bearbeiteten Schichten (4) führt zu einer
homogeneren Porenstruktur, die einen Wasseraustausch sowohl nach oben
als auch nach unten erlaubt. Ein guter Stroh-Boden-Kontakt unterstützt
den Stoppelsturz der Vorfrucht und die Verfügbarkeit von Stickstoff durch
Mineralisierung.
• Durch punktuelles Andrücken werden lokale Effekte auf die tieferen
gelockerten Schichten (5) erweitert und somit der Wassertransport weiter
verbessert. Ein festes Profil unterstützt zudem die Aufnahme von Mangan
und beugt der Schwarzbeinigkeit vor.
• Die scharfe Schnittkante der Keilringwalze (6) erzeugt Risse in den
Erdschollen, die sich zu Spalten ausweiten und aufgrund der Druckund Scherkräfte durch den ganzen Klumpen ziehen. Dadurch wird das
Schmieren und Verdichten feuchter Erdschollen vermieden, die andernfalls
nach dem Trocknen harte Brocken bilden würden. Die Abbildung links zeigt,
wie die Erdschollen durch das Andrücken sowohl eingeschnitten als auch
aufgebrochen werden, sodass die Spalte sich fortsetzt. Das Ergebnis ist ein
weit weniger kompakter Klumpen, der durch Witterung zerfallen kann.
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ANBAU UND BODENSTRUKTUR
7.7.2. WALZEN DES BODENPROFILS
Das oberflächliche Walzen auf dem gelockerten Profil (Grafik gegenüber,
von der Mitte der Walze nach rechts) ist weniger effektiv als das Walzen nach
dem Andrücken (Grafik gegenüber, von der Mitte der Walze nach links).
• Zur Rückverfestigung einer lockeren Oberfläche (1) werden mithilfe der
Aqueel2-Walze trichterförmige Vertiefungen (6) gebildet, die zur Aufnahme
und Kanalisierung von Wasser durch das Profil beitragen. Dazu verfügt die
Aqueel2 über einen flexiblen Mechanismus (unten).
• Die zu bearbeitenden Schichten (2) mit ihren unterschiedlichen Krümmelund Porengrößen sind durch den variablen Walzendruck zwischen Zähnen
und Trommel verändert.
Abb. 1
• Die gewellten bzw. trichterförmigen Vertiefungen (6) tragen
zur Vorbeugung gegen eine Verkrustung bei, da ein gewelltes
Oberflächenprofil das Reißen der Oberfläche nach dem Bewässern und
Trocknen begünstigt (Taki und Godwin, 2006).
Der übliche Zielkonflikt zwischen einem feinen Saatbett und der Gefahr
einer Verkrustung oder Erosion durch Wind- bzw. Wasserströmungen
kann durch eine selbstreinigende Stollenprofilwalze wie die Aqueel2
(Abb. links und unten rechts) behoben werden. Im Gegensatz zu
flachen oder Cambridge-Walzen kann diese auch bei nassem Boden
eingesetzt werden und konserviert die Feuchtigkeit. Das auf diese
Weise gebildete feine, ebenmäßige Saatbett ist für Saaten wie Mais und
Sonnenblumen (unten) von Vorteil. Der Vergleich mit einer gewellten
Oberfläche ist an der Abbildung oben links ersichtlich, wo die Vorzüge
eines ausgeprägteren Furchenrückens in Verbindung mit einer
gröberen Oberflächenstruktur eine natürliche Gare zwischen früher
Bodenbearbeitung und späterer Aussaat ermöglicht, statt das Saatbett
zu versiegeln. Die durch Frost bei der Überwinterung gebildeten Risse
(hier ein mitteleuropäischer Boden, Abb. links) sind in den Furchen der
DD-Walze deutlich zu erkennen.
• Die mit der Keilringwalze geschaffene Furche (3) wird durch die Walze
geschlossen, die Saatgut-Erde-Haftung an der Oberfläche verbessert. Dies
begünstigt das Auskeimen oberflächlicher Saaten wie Raps und Unkraut
bzw. Ausfallsaat.
• Erdschollen (4) werden in die Oberfläche eingewalzt und verbessern die
Wirkung von Herbiziden vor und während des Aufgangs.
• Das oberflächliche Walzen allein hat wenig Einfluss auf die tiefere Struktur
(5), die durch eine Andrückwalze effizient verfestigt wird. Auch im feuchten
oder nassen Zustand sorgt die flexible Walze dafür, dass keine Erde an ihrer
Oberfläche haften bleibt. Dadurch können die Andrück- und die Aqueel2Walze im Tandembetrieb eingesetzt werden, sodass weniger Durchläufe
nötig sind und die Feuchtigkeit zusätzlich konserviert wird.
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ANBAU UND BODENSTRUKTUR
8. VERWEISE UND WEITERE LEKTÜRE
ZUSAMMENFASSUNG
Abawi & Widmer, 2000. „Impact of soil health management practices on soil borne pathogens, nematodes and root diseases of vegetable
crops“, Applied Soil Ecology (Auswirkungen von Bodengesundheitsmanagement-Praktiken auf erdgebundene Pathogene, Nematoden und
Wurzelkrankheiten von Gemüsesorten – Angewandte Bodenökologie) 15, 37–47
Diese Broschüre entstammt einer Reihe von Publikationen, die Simba herausgegeben hat, um Praktikern
technische Informationen auf der Grundlage einer über 30-jährigen Erfahrung in Sachen Bodenbearbeitung
zu vermitteln. Dies ist das Ergebnis praktischer Feldversuche aus allen Sektoren der Branche: Agronomen,
Saatzüchter, Hersteller von agrochemischen Produkten, landwirtschaftliche Berater, Bauern sowie Professor
Godwin und dessen Kollegen von der Cranfield University. Die anderen beiden Publikationen, „Harvesting the
growing opportunities presented by Oilseed Rape“ (Nutzung der wachsenden Chancen des Ölrapsanbaus) und
„Growing for profit: a practical guide to successful cereals establishment“, können über die Webseite von Simba
angefordert werden: www.simba.co.uk.
The Soil Code (Der Code des Bodens), 1998, Ministerium für Landwirtschaft, Fischerei und Nahrungsmittel, Welsh Office Agriculture
Department.
Jones et al. 2003. „Vulnerability of sub-soils in Europe to compaction: a preliminary analysis“, Soil & Tillage Research, 73, 131–143.
Scamell. 2000 „Integrated soil nutrition“, Journal des RASE.
Stokes, Scott, Bullard, Clare & Lunn. 2000. „Establishment of Oilseed Rape“ (Ölrapsanbau). HGCA-Konferenz: Crop management into the
Milennium.
Pierret et al. 2005 „Root Functional Architecture: A Framework for Modelling the Interplay between Roots and Soil“ (Funktionaler
Wurzelaufbau: Rahmenwerk zur Modellierung der Interaktion zwischen Wurzeln und Erdreich), Sonderausgabe des Vadoze Zone Journal:
Biophysics symposium, Jahreskonferenz ASA-SSSA-CSA, Nov. 2005, Salt Lake City.
Shuster et al. 2001. „Deep-burrowing earthworm additions changed the distribution of soil organic carbon on a chisel-tilled soil.“ (Zugabe
tiefgrabender Regenwürmer änderte die Verteilung organischer Kohlenstoffe in einem mit Grubber bearbeiteten Boden) Soil Biology and
Biochemistry, 33, 983–996.
Russell, 1977. „Plant Root Systems: Their function and interaction with the soil“ McGraw-Hill Book Company, London.
Lipiec et al. 1991. „Soil physical properties and growth of spring barley as related to the degree of compactness of two soils“, Soil & Tillage
Research, 19, 307-317
Sitaula et al. 2000. „Effects of soil compaction on N2O emission in agricultural soil“, Chemosphere, Global Change Science 2, 367-371.
Raper und Kirby. 2006. „Soil Compaction: How to Do It, Undo It, or Avoid Doing It“ (Bodenverdichtung: Wie man sie schafft, sie abschafft
und sie vermeidet). ASAE Distinguished Lecture #30, 1-14.
Simba & Monsanto, Ergebnisse aus 4 nicht nachgestellten Versuchen, Herbst 1996
Masstock Arable Group, 2006. „Winter Oilseed Rape, crop establishment for high yields“ (Winterölraps, Anbau für einen hohen Ertrag),
Leitfaden für 2006
Reicosky, 2001 „Conservation Agriculture: Global Environmental Benefits of Soil Carbon Management“, Monsanto Conservation Agriculture
Seminars, Neuseeland 2002, 17-25.
Eagleman und Jamison. 1962. „Soil Layering and Compaction Effects on Unsaturated Moisture Movement“ Soil Science Society Proceeding,
519-522.
Diese Publikation ist möglicherweise die wichtigste. Ich hoffe, sie dient Ihnen als Anregung, um über Ihren
Boden und dessen Bearbeitung immer wieder neu nachzudenken. Der Boden ist das kostbarste Gut Ihres
Betriebs und sollte mit einem Höchstmaß an Sorgsamkeit und Respekt behandelt werden. Wir wissen jedoch,
dass dies aufgrund der unvorhersehbaren Klimaentwicklung nicht immer möglich ist.
Dieser Leitfaden gibt Ihnen praktische Hinweise für den Fall, dass Ihr Boden beschädigt wurde oder Anzeichen
von Schäden zeigt, damit Sie den Zustand des Feldes verbessern und sein Ertragspotenzial maximieren können.
Wir gehen davon aus, dass eine starke Partnerschaft – aufgrund der gemeinsamen Erfahrungen aller Beteiligten
– Lösungen bieten kann, die eine ergiebige Produktion ermöglicht, die sich den Herausforderungen des
profitablen Landbaus stellt. Dadurch können Sie weiter in Ihr Geschäft investieren und zusammen mit der
globalisierten Landwirtschaftsindustrie die Ernährung der stetig wachsenden Weltbevölkerung erreichen.
Wenn Sie Anmerkungen zu dieser Publikation machen oder eine Erfahrung teilen möchten, die anderen nützlich
sein könnte, setzen Sie sich mit mir in Verbindung. Meine Kontaktdaten finden Sie weiter unten.
Simon Revell,
Vertriebsleiter Export
Keller et al. 2007. „Soil structures produced by tillage as affected by soil water content and the physical quality of soil“ (Durch Kultivierung
entstandene Bodenstrukturen unter dem Einfluss des Bodenwassergehalts und der physikalischen Bodenqualität). Soil & Tillage Research,
92, 45–52.
Spoor and Godwin, 1978. „An Experimental Investigation into the Deep Loosening of Soil by Rigid Tines“ (Eine experimentelle
Untersuchung der Tiefenlockerung mit starren Zinken), Journal der Agricultural Engineering Research 23 (1978) 243-258.
Godwin, 2007. „A review of implement geometry on soil failure and implement forces“, Soil and Tillage Research (Eine Überprüfung der
Geometrie von Anbaugeräten bei Bodenschäden und Einwirkung durch Anbaugeräte – Bodenbearbeitungsforschung) 97 (2007) 331-340.
Taki und Godwin, 2006. „The creation of longitudinal cracks in shrinking soils to enhance seedling emergence. Part II. The effect of surface
micro-relief“, Soil Use and Management, 22, 305–314.
MAFF, 2001 „The draft soil strategy for England- a consultation paper“ (Entwurf einer Bodenstrategie für England – ein Ratgeber). Amt für
Umwelt, Transport und regionale Angelegenheiten, London.
Relevante Websites.
The Soil Management Initiative: http://www.smi.org.uk/
The Environment Agency: http://www.environment-agency.gov.uk/ (Link zu ThinkSoils)
NSRI: http://www.cranfield.ac.uk/sas/nsri/index.jsp
CTF (Europa): www.controlledtrafficfarming.com
Soils Worldwide: http://www.soilsworldwide.net
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Great Plains Manufacturing, Inc. 1525 East North Street, Salina, Kansas 67401-5060 USA
Tel: +1-785-823-3276 Fax: +1-785-822-6722
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